HL Tauri, une jeune étoile située à 450 années-lumière dans la constellation du Taureau, brille au centre d’un système d’étoiles concentriques. protoplanétaire et produit des planètes, une pour chaque espace de l’anneau. Mayer Humi, physicien mathématicien à l’Institut polytechnique de Worcester, pense que HL Tauri constitue une cible d’étude appropriée pour les théories sur les anneaux protoplanétaires autour des étoiles.
Cette image montre le disque protoplanétaire entourant la jeune étoile HL Tauri. Crédit image : ALMA / ESO / NAOJ / NRAO.
HL Tauri a éveillé l’intérêt pour la conjecture de Pierre-Simon Laplace de 1796 selon laquelle les nuages de gaz interstellaires primitifs autour des nouvelles étoiles se condensent pour former des anneaux puis des planètes.
L’image de HL Tauri prise en octobre 2014 par le grand réseau millimétrique/submillimétrique d’Atacama est la première fois que des anneaux planétaires ont été photographiés avec des détails aussi nets, une confirmation observationnelle de la conjecture de Laplace.
“Nous pouvons observer de nombreux nuages de gaz dans l’Univers qui peuvent évoluer vers un système solaire”, a déclaré le Dr Humi.
“Les données d’observation récentes montrent que les systèmes solaires sont abondants dans l’Univers, et que certains d’entre eux pourraient abriter différents types de vie.”
Le Dr Humi s’est interrogé sur la création des systèmes solaires et leur évolution dans l’Univers : comment se forment-ils et quelle trajectoire suivront-ils dans le futur ?
“La question fondamentale était et est toujours de savoir comment un nuage de gaz primordial peut évoluer sous sa propre gravitation pour créer un système solaire”, a-t-il déclaré.
Dans la nouvelle étude, il a utilisé les équations d’Euler-Poisson, qui décrivent l’évolution des nuages de gaz, et les a réduites de six à trois équations modèles pour les appliquer aux nuages de gaz axi-symétriques en rotation.
Il a considéré le fluide dans le nuage de gaz primordial comme un écoulement fluide incompressible et stratifié et a dérivé des solutions dépendantes du temps pour étudier l’évolution des modèles de densité et des oscillations dans le nuage.
Son travail montre que, si les circonstances sont favorables, des anneaux peuvent se former à partir du nuage de poussière et de gaz.
Cela donne du crédit à l’hypothèse de Laplace de 1796 selon laquelle notre système solaire s’est formé à partir d’un nuage de poussière et de gaz similaire autour du Soleil.
“J’ai pu présenter trois solutions analytiques qui démontrent que des anneaux peuvent se former, ce qui ne peut être obtenu à partir du système d’équations original”, a déclaré le Dr Humi.
“Le véritable défi est de montrer que les anneaux peuvent évoluer davantage pour créer les planètes”.
La recherche a été publiée dans le Journal of Mathematical Physics.
